现代通信原理(11).pptx

现代通信原理;单元概述 ;单元学习提纲 ;（6）汉明码的特点及构造； （7）循环码的特点及编码方法； （8）纠正一位误码的循环码的一种译码方法； （9）交织码纠正突发错误的原理；（10）?卷积码的编码方法，生成多项式与编码器的构造； ;?（11）卷积码的树状图、网格图的表示； （12）卷积码维持比译码的基本原理和译码过程； （13）纠错编码误比特率性能，编码增益的含义； （14）纠错编码在卫星信道、移动通信等实际通信系统中的应用。;第十一章 差错控制编码和线性分组码; 对于数据传输，人们主要关心的是信息码元的差错概率，即误码率Pe，在中等传输速率（1200/2400波特）下，采用一般的调制方法，对于干线有线载波信道， Pe约为10-4~10-6的数量级，对于无线短波通信， Pe只有10-2~10-3的数量级，对于传输速率更高的系统，误码性能还要差。 在数据通信中，如计算机与计算机之间的数据传送，Pe要求低于10-9，这就需要加入纠错编码。;从差错控制角度看，信道可以分为三类;11.1 差错控制编码的基本概念;10;1、检错重发方式（ARQ）。 采用检错重发方式，发端经编码后发出能够发现错误的码，接收端收到后经检验如果发现传输中有错误，则通过反向信道把这一判断结果反馈给发送端。然后，发送端把信息重发一次，直到接收端确认为止。采用这种差错控制方法需要具备双向通道，一般在计算机数据通信中应用。检错重发方式分为三种类型，如图所示。图中ACK是确认信号，NAK是否认信号。; （1）停发等待重发，发对或发错，发送端均要等待接收端的回应。特点是系统简单，时延长。 （2）返回重发，无ACK信号，当发送端收到NAK信号后，重发错误码组以后的所有码组，特点是系统较为复杂，时延减小。 （3）选择重发。无ACK信号，当发送端收到NAK信号后，重发错误码组，特点是系统复杂，时延最小。;13;2、前向纠错方式（FEC）。 发送端经编码发出能纠正错误的码，接收端收到这些码组后，通过译码能发现并纠正误码。前向纠错方式不需要反馈通道，特别适合只能提供单向信道的场合，特点是时延小，实时性好，但系统复杂。但随着编码理论和微电子技术的发展，编译码设备成本下降，加之有单向通信和控制电路简单的优点，在实际应用中日益增多。;3、混合纠错检错方式（HEC）。 混合纠错检错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合，发送端发出的码不但有一定的纠错能力，对于超出纠错能力的错误要具有检错能力。这种方式在实时性和复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折衷，因而在近年来，在数据通信系统中采用较多。;4、反馈校验方式（IRQ）。 反馈校验方式（IRQ）又称回程校验。收端把收到的数据序列全部由反向信道送回发送端，发送端比较发送数据与回送数据，从而发现是否有错误，并把认为错误的数据重新发送，直到发送端没有发现错误为止。 优点：不需要纠错、检错的编译器，设备简单。 缺点：需要反向信道；实时性差；发送端需要一定容量的存储器。IRQ方式仅适用于传输速率较低、数据差错率较低的控制简单的系统中。 ;11.1.2 差错控制编码的分类; 3、按照信息码元和监督码元之间的约束关系可以分为分组码和卷积码。分组码中，码元序列每n位分成一组，其中k个是信息码元，r=n-k个是监督码元，监督码元仅与本组的信息码元有关。卷积码中，编码后序列也编为分组，但监督码元不仅与本组信息码元有关，还与前面码组的信息码元有关。 4、按照纠正错误的类型不同，可以分为纠正随机错误的码和纠正突发错误的码。 ; 5、按照构成差错控制编码的数学方法来分类，可以分为代数码、几何码和算术码。其中代数码建立在近代数学基础上，是目前发展最为完善的编码，其中线性码是是代数码的一个最重要的分支。 6、按照每个码元的取值不同，可以分为二进制码和多进制码。;11.1.4 检错和纠错的基本原理;以一组二进制码为例; 4个状态只用2位二进制码就可以表达，所增加的第3位，就称为监督码元。增加1位监督码元，只能检出1位误码，对于上例，如果有2位误码，将发生误判。如将000（晴）误传成101（云）。 要抗多位误码，就要增加监督码元的个数，即增加冗余度。;码距与检错和纠错能力;24; 对于如图所示的3位二进制码，如果8个码组可用，（000，001，010，011，100，101，110，111），各点之间最小相差1个边长，最小码距为1。 如果只有4个码组可用，选（010，111，100，